又称同化作用或生物合成，是从小的前体或构件分子（如氨基酸和核苷酸）合成较大的分子（如蛋白质和核酸）的过程。由于生物合成导致分子更大、结构更复杂的物质产生，这个过程需要消耗自由能，能量通常由腺苷三磷酸（ATP）直接提供。合成代谢和分解代谢是代谢过程的两个方面，二者同时进行。分解代谢生成的ATP可供合成代谢使用，合成代谢的构件分子也常来自分解代谢的中间产物。和分解代谢相反，合成代谢是从少数种类的构件出发，合成各式各样的生物大分子。